高溫腐蝕電阻爐釜溫自動控制系統(tǒng)

論文編號:ZD1233   論文字?jǐn)?shù):30856,頁數(shù):70  附原理圖

 摘   要
 本論文設(shè)計的是高溫腐蝕電阻爐釜溫自動控制系統(tǒng)。系統(tǒng)由溫度檢測、A/D轉(zhuǎn)換、溫度控制、鍵盤顯示等部分組成。技術(shù)參數(shù)要求是控溫400℃超調(diào)不超過2℃。
 我在設(shè)計本系統(tǒng)時，除了滿足必須的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)外，硬件部分著重注意聲光報警、掉電檢測等輔助功能的實現(xiàn)，軟件部分著重注意數(shù)字濾波和漂移誤差的自較準(zhǔn)，讓整個設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中更加方便，實用，準(zhǔn)確。電阻爐爐溫為一階慣性純滯后系統(tǒng)，最后通過MATLAB進行計算機仿真，調(diào)節(jié)Kp的值，可得到較為理想的階躍響應(yīng)曲線。
 系統(tǒng)硬件電路采用89C51單片機為主控制器，采用PID控制算法為軟件核心。前向通道包括溫度檢測元件和A/D轉(zhuǎn)換器，選用鉑電阻傳感器作為溫度的檢測元件，通過溫度變送將對應(yīng)的溫度信號送到A/D0809轉(zhuǎn)換器，再傳給89C51單片機，信號在89C51中，按PID調(diào)節(jié)規(guī)律進行控制和運算。由6264做程序和數(shù)據(jù)的擴展。由89C51單片機輸出信號，通過控制可控硅的輸出功率來控制溫度，另外采用芯片7406、7407和LED數(shù)碼管為系統(tǒng)顯示部分，實現(xiàn)對檢測參數(shù)和釜溫的顯示。系統(tǒng)應(yīng)用程序由結(jié)構(gòu)化模塊實現(xiàn)，包括主程序，中斷服務(wù)程序和多個子程序。最后對系統(tǒng)采用的抗干擾措施作了簡單介紹。
 
 
關(guān)鍵字：89C51單片機        PID算法       溫度控制
 
 The Studies Of Temperature Control System Of Resistor-Furnace

Abstract
 
 In this paper, we study the temperature of resistor-furnace which is a main controlled parameter in the industrial object, and hardware and software are designed. The furnace is used extensively in industry production filed such as metallurgy, machinery, construction material and chemical instruction.
 The microcontroller 89C51 is used in hardware and dual interrupt nesting mode in software. And this system adopts temperature detecting circuit, A/D conversion system, keyboard and monitor, memory unit, drop power detecting and protecting, dual-direction transistor detecting and triggering, light-sound warning and automatic/manual circuit. The temperature close circle control system adopts PID theory, and the applicable software is made up by structural module that contains main program and many subscribe program, Finally this text introduces the interfere resisting measure of the system
 
 
Keywords:  89C51 single chip       PID theory       Temperature control
 
  
目  錄

第一章    緒 論 4
1.1  選題背景 4
1.2  選題意義 4
1.3  生產(chǎn)工藝過程 4
1.4  系統(tǒng)控制精度要求 5
1.5  技術(shù)難點 5
第二章   方案論證 6
2.1  CPU的選擇 7
2.2  控制算法的選擇 7
2.3  其他硬件的選擇 8
第三章   系統(tǒng)硬件設(shè)計 9
3.1  溫度參數(shù)的檢測部分 9
3.2  模數(shù)轉(zhuǎn)換部分 10
3.3  89C51的介紹和特性 13
3.4  晶閘管過零檢測與觸發(fā)電路部分 19
3.5  鍵盤、顯示電路部分 20
3.6  接口擴展電路部分 21
3.7  聲光報警與自動轉(zhuǎn)手動電路 24
3.8  存儲器擴展電路方案 24
3.9  斷電檢測電路 26
第四章   PID控制算法研究 27
4.1  PID調(diào)節(jié)簡介 27
4.2  PID調(diào)節(jié)的原理 27
4.3  PID調(diào)節(jié)過程 28
4.4  PID參數(shù)K ，T 和T的整定 28
第五章   軟件設(shè)計 31
5.1 主程序設(shè)計 31
5.2  數(shù)字濾波子程序 35
5.3  標(biāo)度變換和漂移誤差的自校準(zhǔn) 38
5.4  PID 程序設(shè)計 42
5.5  中斷程序 47
5.6  上下限報警處理 50
5.7  LED數(shù)碼管顯示程序設(shè)計 51
5.8  鍵盤程序 52
5.9  抗干擾程序設(shè)計 53
第六章  計算機仿真 55
致  謝 58
參 考 文 獻 59
附錄 1 （程序流程圖） 60
附錄 2 （程序清單） 62